[發明專利]一種基于NPSO算法的容屑槽加工砂輪位姿求解方法

有效

• 申請號: 201710276576.4
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107045578B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 李國超;景旭文;周宏根;李純金;李磊;田桂中;袁春元;劉金峰
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

1.一種基于NPSO算法的容屑槽加工砂輪位姿求解方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立描述砂輪位姿參數是否合適的目標函數；

(2)設置砂輪初始位姿參數及位姿更新速度；

(3)通過NPSO算法對砂輪位姿參數進行求解；

所述步驟(1)中的目標函數為：

其中，γ₀、φ、r_c分別為目標容屑槽的前角、槽寬、芯徑，x_i為砂輪位姿參數矩陣，f_γ0(x_i)、f_φ(x_i)、分別為砂輪在位姿x_i時加工獲得容屑槽的前角、槽寬、芯徑，f_dist(j)為描述容屑槽的第j個計算點與目標點之間的距離，n_core為芯徑點序號，n為容屑槽端截面線點的個數，u()為罰函數，α₁,α₂,α₃,α₄,α₅為協調系數；

砂輪位姿參數矩陣x_i＝[Δαx,Δx,Δy,Δz]，其中，Δαx、Δx、Δy、Δz分別為砂輪從刀具坐標系原點處繞刀具坐標系X_T軸旋轉角度以及沿刀具坐標軸X_T、Y_T、Z_T移動距離；

步驟(2)中砂輪初始位姿參數設置為：

其中，Δαx取值為容屑槽螺旋角減5°，Δx取值為砂輪半徑加r_c/2，Δy取值為-r_c/2，Δz取值為容屑槽導程值的一半，rand()為[0,1]范圍內的隨機數，k為迭代次數，n_p為種群中粒子個數；

步驟(2)中砂輪初始位姿更新速度為：

其中，[v_Δαx,v_Δx,v_Δy,v_Δz]^T＝[1,1,1,1]^T，v_Δαx、v_Δx、v_Δy、v_Δz分別為Δαx、Δx、Δy、Δz對應的更新速度；

步驟(3)的NPSO算法中，每輪迭代計算并評估每個粒子的適應度值f_obj^k,i(x_i)，更新當前個體最優解和鄰域最優解其中，k為迭代次數，i＝1,…,n_p，n_p為種群中粒子個數，i＝1時，i-1取n_p，i＝n_p時，i+1取1；

步驟(3)的NPSO算法中，根據如下公式更新每個粒子速度和位置：

式中，ω為慣性權重，k為迭代次數，λ₁和λ₂為加速常數；

采用線性減小慣性權重策略，ω(k)＝ω_max-(ω_max-ω_min)·k/n_k，其中ω_max為最大慣性權重，ω_min為最小慣性權重，n_k為最大迭代次數。